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CN113234286A - 耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料及其制备方法 Download PDF

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宋长江
袁陆海
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姬铭松
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李朝红
周震宇
潘登
汪建
宋树军
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Abstract

本发明公开了一种耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料料及其制备方法，选择EPDM/CSM/SEPS为主体材料，氧化镁/硫磺/过氧化二异丙/三烯丙异氰脲酸酯/甲基丙烯酸辛为交联体系，炭黑/白炭黑为补体系，膨胀型阻燃剂/磷酸酯类阻燃增塑剂为阻燃体系，HY‑204树脂/硼酰化钴RC‑23/粘合剂HE为增粘体系，通过优化配方和工艺，制备的EPDM/CSM/SEPS耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料，具有优异的高温粘合性能及耐高温老化性能和阻燃性能，满足耐高温钢丝绳芯阻燃输送带的使用要求，工艺简单，易于制造。

Description

耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶复合材料技术领域，具体地说，是一种耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术
耐高温钢丝绳芯阻燃输送带主要用于冶金行业的烧结矿、焦化行业的焦炭、建材行业的水泥熟料等高温物料的输送，物料温度常在200-400℃，个别能达到600℃，甚至更高，不仅使输送带的表面加速老化，出现龟裂、掉块等现象，而且会使钢丝绳粘合层橡胶加速老化，粘合性能变差，严重影响输送带的使用寿命。目前技术的耐高温钢丝绳芯输送带的粘合橡胶多数以三元乙丙橡胶、天然橡胶/丁苯橡胶、三元乙丙橡胶/天然橡胶、三元乙丙橡胶/丁苯橡胶为主体材料，在实际应用发现，这些胶料与钢丝绳的高温粘合性能及耐高温老化性能欠佳，阻燃性能不好，一旦使用温度过高，会使钢丝绳的粘合性能及与覆盖层的粘合性能急剧下降，严重影响使用寿命。因此，开发出一种具有高温粘合性能、耐高温老化性能和优异阻燃性能的钢丝绳粘合橡胶复合材料及其制备方法，对于提升现有技术的耐高温钢丝绳芯输送带的品质和延长其使用寿命具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料，具有优异的高温粘合性能及耐高温老化性能和阻燃性能，满足耐高温输送带的使用要求。
本发明的第二个目的是提供该橡胶复合材料的制备方法，工艺简单，易于制造。
本发明的目的通过下述方案予以实现。
本发明提供一种耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料料，其特征在于，所述的复合材料按重量比的组分组成是：
三元乙丙橡胶（EPDM）40-60份，氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）30-40份，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）10-20份，氧化锌3-4份，氧化镁3-4份，硬脂酸2份，硫磺1-2.0份，过氧化二异丙苯（DCP）3-4份，甲基丙烯酸辛（ZDMA）4-6份，三烯丙异氰脲酸酯(TAIC)1-2份，促进剂1.5-2.5份，防老剂2-3份，炭黑(N330）36-42份，白炭黑12-18份，膨胀型阻燃剂（IFR）8-10份，磷酸酯类阻燃增塑剂 8-10份，硼酰化钴(RC-23) 1.8-2.2份，HY-204树脂4-6份，粘合剂HE 3-5份。
所述的促进剂选用促进剂M、DM与促进剂TMTD的组合。
所述的防老剂选用防老剂BLE、264与防老剂4010NA的组合。
所述的膨胀型阻燃剂优选聚磷酸三聚氰胺（MPP）。
所述的磷酸酯类阻燃增塑剂选用三芳基磷酸酯(TCP)、三（β一氯乙基）磷酸酯(TCEP)、三（1，3-二氯丙基）磷酸酯(TDCPP)的任意一种。
所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备EPDM母炼胶
密炼机转速60转/分钟，首先将三元乙丙橡胶（EPDM）加入密炼机中塑炼60-90秒，再加入磷酸酯类阻燃增塑剂、炭黑、硬脂酸、防老剂，继续混炼180-210秒，排胶温度160-165℃,出片、冷却，制成EPDM母炼胶。
（2）一段混炼
一段混炼使用密炼机，密炼机转子转速40转/分钟，首先将EPDM母炼胶投入密炼机中，混炼40-50秒，再将氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）、白炭黑、膨胀型阻燃剂（IFR）、HY-204树脂、硼酰化钴（RC-23），粘合剂HE投入密炼机中，继续混炼150-180秒，再投入氧化锌、氧化镁、甲基丙烯酸辛（ZDMA），继续混炼150-180秒，排胶温度125-130℃，出片，冷却，制成一段混炼胶，停放8小时后使用；
（3）二段混炼
二段混炼使用密炼机，密炼机转子速度20转/分钟，将一段混炼胶、硫磺、过氧化二异丙苯（DCP）、三烯丙异氰脲酸酯(TAIC)、促进剂投入密炼机中，混炼100-120秒，排胶温度90-100℃，出片，冷却，制得二段混炼胶，停放8小时，即为本发明的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：选择EPDM/CSM/SEPS为主体材料，氧化镁/硫磺/过氧化二异丙/三烯丙异氰脲酸酯/甲基丙烯酸辛（ZDMA）为交联体系，炭黑/白炭黑为补体系，膨胀型阻燃剂（IFR）/磷酸酯类阻燃增塑剂为阻燃体系，HY-204树脂/硼酰化钴（RC-23 ）/粘合剂HE为增粘体系，通过优化配方和工艺，制备的EPDM/CSM/ SEPS耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料，具有优异的高温粘合性能及耐高温老化性能和阻燃性能，满足耐高温钢丝绳芯阻燃输送带的使用要求。
具体实施方式
通过下述实施例有助于对本发明的理解，但不能限制本发明的内容。
实施例1
本实施例提供一种耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料料，所述的复合材料按重量比的组分组成是：
三元乙丙橡胶（EPDM）40份，氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）40份，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）20份，氧化锌3份，氧化镁4份，硬脂酸2份，硫磺1份，过氧化二异丙苯（DCP）4份，甲基丙烯酸辛（ZDMA）6份，三烯丙异氰脲酸酯(TAIC)1.5份，促进剂M 1份，促进剂TMTD 0.5份,防老剂BLE 1份，防老剂4010NA 1份,炭黑(N330）36份，白炭黑18份，膨胀型阻燃剂（IFR）10份，三（1，3-二氯丙基）磷酸酯(TDCPP)8份，HY-204树脂6份，硼酰化钴（RC-23 ）1.8份，粘合剂HE 3份。
所述的膨胀型阻燃剂优选聚磷酸三聚氰胺（MPP）。
所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备EPDM母炼胶
密炼机转速60转/分钟，首先将三元乙丙橡胶（EPDM）加入密炼机中塑炼60-90秒，再加入磷酸酯阻燃增塑剂、炭黑、硬脂酸、防老剂，继续混炼180-210秒，排胶温度160-165℃,出片、冷却，制成EPDM母炼胶。
（3）一段混炼
一段混炼使用密炼机，密炼机转子转速40转/分钟，首先将EPDM母炼胶投入密炼机中，混炼40-50秒，再将氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）、白炭黑、膨胀型阻燃剂（IFR）、HY-204树脂、硼酰化钴（RC-23 ）、粘合剂HE投入密炼机中，继续混炼150-180秒，再投入氧化锌、氧化镁、甲基丙烯酸辛（ZDMA），继续混炼150-180秒，排胶温度125-130℃，出片，冷却，制成一段混炼胶，停放8小时后使用。
（4）二段混炼
二段混炼使用密炼机，密炼机转子速度20转/分钟，将一段混炼胶、硫磺、过氧化二异丙苯（DCP）、三烯丙异氰脲酸酯(TAIC)、促进剂投入密炼机中，混炼100-120秒，排胶温度90-100℃，出片，冷却，制得二段混炼胶，停放8小时，即为本发明的耐高温钢丝绳芯阻燃输送粘合橡胶复合材料。
本实施例的粘合性能及阻燃性能见表1。
实施例2
本实施例提供一种耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料料，所述的复合材料按重量比的组分组成是：
三元乙丙橡胶（EPDM）50份，氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）35份，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）15份，氧化锌3.5份，氧化镁3.5份，硬脂酸2份，硫磺1.5份，过氧化二异丙苯（DCP）3.5份，甲基丙烯酸辛（ZDMA）5份，三烯丙异氰脲酸酯(TAIC) 2份，促进剂M0.5份，促进剂DM 1份，促进剂TMTD 0.5份,防老剂BLE 1份，防老剂264 1份，防老剂4010NA0.5份,炭黑(N330）38份，白炭黑15份，膨胀型阻燃剂（IFR）9份，三（β一氯乙基）磷酸酯(TCEP)9份，HY-204树脂5份，硼酰化钴（RC-23 ）2.0份，粘合剂HE 4份。
所述的膨胀型阻燃剂优选聚磷酸三聚氰胺（MPP）。
所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备EPDM母炼胶
密炼机转速60转/分钟，首先将三元乙丙橡胶（EPDM）加入密炼机中塑炼60-90秒，再加入磷酸酯类阻燃增塑剂、炭黑、硬脂酸、防老剂，继续混炼180-210秒，排胶温度160-165℃,出片、冷却，制成EPDM母炼胶。
（2）一段混炼
一段混炼使用密炼机，密炼机转子转速40转/分钟，首先将EPDM母炼胶投入密炼机中，混炼40-50秒，再将氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）、白炭黑、膨胀型阻燃剂（IFR）、HY-204树脂、硼酰化钴（RC-23 ）、粘合剂HE投入密炼机中，继续混炼150-180秒，再投入氧化锌、氧化镁、甲基丙烯酸辛（ZDMA），继续混炼150-180秒，排胶温度125-130℃，出片，冷却，制成一段混炼胶，停放8小时后使用。
（3）二段混炼
二段混炼使用密炼机，密炼机转子速度20转/分钟，将一段混炼胶、硫磺、过氧化二异丙苯（DCP）、三烯丙异氰脲酸酯(TAIC)、促进剂投入密炼机中，混炼100-120秒，排胶温度90-100℃，出片，冷却，制得二段混炼胶，停放8小时，即为本发明的耐高温输送带钢丝绳粘合橡胶复合材料。
本实施例的粘合性能及阻燃性能见表1。
实施例3
本实施例提供一种耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料料，所述的复合材料按重量比的组分组成是：
三元乙丙橡胶（EPDM）60份，氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）30份，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）10份，氧化锌4份，氧化镁3份，硬脂酸2份，硫磺2份，过氧化二异丙苯（DCP）3份，甲基丙烯酸辛（ZDMA）6份，三烯丙异氰脲酸酯(TAIC) 1份，促进剂M 1份，促进剂DM 0.5份，促进剂TMTD 1份,防老剂BLE 1份，防老剂264 1份，防老剂4010NA 1份,炭黑(N330）42份，白炭黑12份，膨胀型阻燃剂（IFR）8份，三芳基磷酸酯(TCP)10份， HY-204树脂4份，硼酰化钴（RC-23 ）2.2份，粘合剂HE 5份。
所述的膨胀型阻燃剂优选聚磷酸三聚氰胺（MPP）。
所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备EPDM母炼胶
密炼机转速60转/分钟，首先将三元乙丙橡胶（EPDM）加入密炼机中塑炼60-90秒，再加入磷酸酯类阻燃增塑剂、炭黑、硬脂酸、防老剂，继续混炼180-210秒，排胶温度160-165℃,出片、冷却，制成EPDM母炼胶。
（3）一段混炼
一段混炼使用密炼机，密炼机转子转速40转/分钟，首先将EPDM母炼胶投入密炼机中，混炼40-50秒，再将氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEPS）、白炭黑、膨胀型阻燃剂（IFR）、HY-204树脂、硼酰化钴（RC-23 ）、粘合剂HE投入密炼机中，继续混炼150-180秒，再投入氧化锌、氧化镁、甲基丙烯酸辛（ZDMA），继续混炼150-180秒，排胶温度125-130℃，出片，冷却，制成一段混炼胶，停放8小时后使用。
（4）二段混炼
二段混炼使用密炼机，密炼机转子速度20转/分钟，将一段混炼胶、硫磺、过氧化二异丙苯（DCP）、三烯丙异氰脲酸酯(TAIC)、促进剂投入密炼机中，混炼100-120秒，排胶温度90-100℃，出片，冷却，制得二段混炼胶，停放8小时，即为本发明的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料。
本实施例的粘合性能及阻燃性能见表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
注：上、下覆盖层为以EPDM/CSM/PIB为主体材料的抗灼烧的阻燃橡胶复合材料，厚度6mm。

Claims (6)

1.一种耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料，其特征在于所述的复合材料按重量比的组分组成是：
三元乙丙橡胶40-60份，氯磺化聚乙烯橡胶30-40份，氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物10-20份，氧化锌3-4份，氧化镁3-4份，硬脂酸2份，硫磺1-2.0份，过氧化二异丙苯3-4份，甲基丙烯酸辛4-6份，三烯丙异氰脲酸酯1-2份，促进剂1.5-2.5份，防老剂2-3份，炭黑 N330 36-42份，白炭黑12-18份，膨胀型阻燃剂8-10份，磷酸酯类阻燃增塑剂 8-10份，硼酰化钴RC-23 1.8-2.2份，HY-204树脂4-6份，粘合剂HE 3-5份。
2.如权利要求1所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料，其特征在于：所述的促进剂选用促进剂M、DM与促进剂TMTD的组合。
3.如权利要求1所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料，其特征在于所述的防老剂选用防老剂BLE、264与防老剂4010NA的组合。
4.如权利要求1所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料，其特征在于：所述的膨胀型阻燃剂优选聚磷酸三聚氰胺。
5.如权利要求1所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料，其特征在于：所述的磷酸酯类阻燃增塑剂选用三芳基磷酸酯、三（β一氯乙基）磷酸酯、三（1，3-二氯丙基）磷酸酯的任意一种。
6.如权利要求1所述的耐高温钢丝绳芯阻燃输送带粘合橡胶复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）制备EPDM母炼胶
密炼机转速60转/分钟，首先将三元乙丙橡胶加入密炼机中塑炼60-90秒，再加入磷酸酯类阻燃增塑剂、炭黑、硬脂酸、防老剂，继续混炼180-210秒，排胶温度160-165℃,出片、冷却，制成EPDM母炼胶；
（2）一段混炼
一段混炼使用密炼机，密炼机转子转速40转/分钟，首先将EPDM母炼胶投入密炼机中，混炼40-50秒，再将氯磺化聚乙烯橡胶、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、白炭黑、膨胀型阻燃剂、HY-204树脂、硼酰化钴RC-23，粘合剂HE投入密炼机中，继续混炼150-180秒，再投入氧化锌、氧化镁、甲基丙烯酸辛，继续混炼150-180秒，排胶温度125-130℃，出片，冷却，制成一段混炼胶，停放8小时后使用；
（3）二段混炼
二段混炼使用密炼机，密炼机转子速度20转/分钟，将一段混炼胶、硫磺、过氧化二异丙苯、三烯丙异氰脲酸酯、促进剂投入密炼机中，混炼100-120秒，排胶温度90-100℃，出片，冷却，制得二段混炼胶，停放8小时。
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黄明璐;田肖利;: "氯磺化聚乙烯对三元乙丙橡胶耐热老化性能的影响" *

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